(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024160959
(43)【公開日】2024-11-15
(54)【発明の名称】比例またはパルスモードにおいてガス状一酸化窒素を送達するための装置
(51)【国際特許分類】
A61M 16/10 20060101AFI20241108BHJP
A61M 16/12 20060101ALI20241108BHJP
A61M 16/20 20060101ALI20241108BHJP
【FI】
A61M16/10 Z
A61M16/12
A61M16/20 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024071422
(22)【出願日】2024-04-25
(31)【優先権主張番号】2304471
(32)【優先日】2023-05-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(71)【出願人】
【識別番号】523084536
【氏名又は名称】イノシステムズ
【氏名又は名称原語表記】INOSYSTEMS
【住所又は居所原語表記】7 rue Georges Besse, 92160 Antony, France
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】フレデリック・マーシャル
(72)【発明者】
【氏名】ティエリー・ブーランジェ
(72)【発明者】
【氏名】ヤン・ブランダン
(72)【発明者】
【氏名】マリー・シュミット
(57)【要約】 (修正有)
【課題】NO、典型的にはNO/N2ガス状混合物を供給(すなわち送達)するための装置を提供する。
【解決手段】少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を通過するNO/N
2混合物の流量を制御するように動作手段(50)によって動作される前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を備える流量制御手段(42、43)を備える主要ガス回路(40;40.1、40.2)を備える、装置に関する。主要ソレノイド弁(42)は、0から100%の間の開口度を有する比例ソレノイド弁であり、主要ソレノイド弁(42)の異なる開度に対応する少なくとも2つの所与の動作範囲で機能するように構成される。動作手段(50)は、連続ガスパルス(IG)を送達するために動作範囲の1つにおいてパルスモードで、別の動作範囲において比例モードで主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成される。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
NOを供給するための装置(1)であって、
NO/N2ガス状混合物を搬送するための主要ガス回路(40;40.1、40.2)と、
前記主要ガス回路(40;40.1、40.2)上に配置された少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を備える流量制御手段(42、43)と、
前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を通過するNO/N2ガス状混合物の流量を制御するために、少なくとも前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成された動作手段(50)と、を備える装置において、
前記主要ソレノイド弁(42)が、0から100%の間の開度を有する比例ソレノイド弁であり、少なくとも次の動作範囲、すなわち、
前記主要ソレノイド弁(42)の開度が0からx%の間に対応する第1の動作範囲と、ここで0<x%≦10%であり、
前記主要ソレノイド弁(42)の開度が>x%であることに対応する第2の動作範囲と、を備える少なくとも2つの所与の動作範囲で機能するように構成され、
前記動作手段(50)が、連続ガスパルス(IG)を送達するために前記第1の動作範囲においてパルスモードで前記主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項2】
前記動作手段(50)が、前記第2の動作範囲において比例モードで前記主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1の動作範囲が、前記主要ソレノイド弁(42)の開度が0からx%の間、ここで0<x%≦5%である、に対応することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記動作手段(50)が、前記主要ソレノイド弁(42)を通過するガスの流量を制御するために、パルスモードで送達される各ガスパルス(IG)のパルス持続時間又は振幅を修正又は調整するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記動作手段(50)が、前記比例ソレノイド弁(42)の開口の持続時間を制御することによって各パルスの前記パルス持続時間(IG)を調整するように構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
前記動作手段(50)が、前記比例ソレノイド弁(42)の前記開度(x%)を制御することにより各パルス(IG)の前記振幅を制御することによって、各パルスの前記パルス持続時間(IG)を調整するように構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項7】
前記比例ソレノイド弁(42)の開口の前記持続時間が、5から200msecの間であることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
【請求項8】
パルスモードでは、前記動作手段(50)が、各ガスパルスが非ゼロのパルス持続時間(di)を有する連続ガスパルスを送達するように前記比例ソレノイド弁(42)を制御するように構成され、前記非ゼロのパルス持続時間中、前記比例ソレノイド弁(42)は、前記パルス持続時間(di)中に所与の量のNO/N2混合物が通過することを可能にするために、x%<10%のような開度x%で部分的開位置にあることを特徴とする、請求項5又は6に記載の装置。
【請求項9】
各ガスパルス(IG)の前記パルス時間期間(di)が、非ゼロの可変持続時間であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
各ガスパルス(IG)の前記パルス時間期間(di)が、5から200msecの間であることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
【請求項11】
前記流量制御手段(42、43)の上流側及び下流側の前記主要ガス回路(40;40.1、40.2)に流体的に接続され、オールオアナッシング型二次ソレノイド弁(45)と固定流量デバイス(46)とを備える二次流量制御手段(45、46)を備えるバイパス回路(41)をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項12】
前記オールオアナッシング型の二次ソレノイド弁(45)が、前記動作手段(50)によってパルスモードで制御されることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記二次ソレノイド弁(45)が、NO/N2混合物の流れが通過することを可能にする開位置と、NO/N2混合物の流れが通過することを防止する閉位置とを備える2つだけの動作位置をとるように構成されていることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
【請求項14】
前記固定流量デバイス(46)が、0.1から2L/分の間の所定の固定された流量(Qfixed)を送達する較正オリフィスデバイスを備えることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項15】
患者にNOを供給するための設備(10)であって、
NO/N2混合物の少なくとも1つの供給源(11)と、
NO/N2混合物の前記少なくとも1つの供給源(11)に流体的に接続された、請求項1から14のいずれか一項に記載のNOを供給するための装置(1)と、
空気又はN2/O2混合物などの、酸素、典型的には少なくとも約20%の酸素を含有する呼吸ガスを供給するように構成された医療用人工呼吸器(30)と、
NOを供給するための前記装置(1)、ならびにN2/O2ガス状混合物、及び酸素を含有する前記呼吸ガスをそれぞれ患者回路(20)に供給するための前記医療用人工呼吸器(30)が流体的に接続される患者回路(20)と、
前記患者回路(20)上に配置され、前記患者回路(20)内のガス流量を表す少なくとも1つの測定信号を決定し、前記NO送達デバイス(1)の前記動作手段(50)に供給するように構成された流量センサ(24)と、を備える、設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス状一酸化炭素(NO)を供給または送達するためのデバイスまたは装置、およびNOを供給するためのそのようなデバイスまたは装置を備える、患者にNOベースの治療ガスを投与するための設備に関する。
【背景技術】
【0002】
吸気された一酸化窒素またはNOiは、たとえば欧州特許出願第560928号または欧州特許出願第1516639号に説明されるように、急性肺高血圧症、特に成人、または新生児(PPHN)を含む子供における肺血管攣縮を患う患者を治療するために一般的に使用されるガス状薬剤である。
【0003】
患者にNOベースの治療ガスを投与するための設備として、またはより簡単にはNO投与設備として一般的に知られている、NOiによる治療の実施のための設備は、従来、NO/N
2混合物を制御された流量で供給する、NOを供給するためのデバイスに供給するNO/N
2混合物の少なくとも1つのシリンダと、NO/N
2の形態のNOが添加される、O
2/N
2混合物または空気などの、少なくとも約20から21体積%の酸素を含有する呼吸ガスを供給するための医療用人工呼吸器、すなわち呼吸支援装置と、ガス流を装置のこれらの異なるアイテム間で、そして患者に搬送するための回路要素、たとえば少なくとも1つの可撓性ガスダクトと、NOを含有するガス状混合物を患者に供給するための、気管挿管チューブなどの呼吸インターフェースとを備える。また、ガス状混合物が患者に投与される前にこれを加湿するために、ガス加湿器を設けることも可能である。そのようなNO投与設備は、
図1に概略的に示される。
【0004】
そのようなNO投与設備は、NOi治療を投与するために、したがって肺高血圧症を治療するためにNOを吸気する必要がある患者をケアするために、病院環境において使用される。そのようなNO投与設備の例が、欧州特許出願第3821929号、国際公開第2012/094008号、米国特許出願公開第2015/320951号、米国特許出願公開第2015/273175号、特開平11192303号、国際公開第02/40914号および米国特許出願公開第2003/116159号の文献において挙げられている。
【0005】
患者または複数の患者にガスを効果的に送達するために、NO投与設備の一部を形成する、NOを供給するための装置には、通常、欧州特許出願第659445号に教示されるように、比例ソレノイド弁アクチュエータもしくはオールオアナッシング型ソレノイド弁、または欧州特許出願第375671号によって説明されるように、その2つの組合せが装備され、それによって、特に、医療スタッフによって設定される、送達されるNOの濃度と、シリンダ内の濃度とに応じて、異なる流量値を生成することが可能になる。特に、シリンダ内の濃度が高いほど、送達されるNOの流量は低い。
【0006】
したがって、特に子供または新生児を治療するときには低NO流量範囲内で極めて正確であるが、NOのより高い濃度を必要とする成人を治療するためにより高い流量を送達することも可能にするアクチュエータを使用することが必要である。
【0007】
しかし、これは、問題および欠点を生み出す。実際、必要とされる異なる流量範囲をカバーできるようにするには、典型的には、アクチュエータを平行に設置することによってアクチュエータの数を増加させることが必要であり、それによって、NOを供給するための装置の内部ガス回路はより複雑になり、必然的により高価になる。
【0008】
換言すれば、特に肺高血圧症を患う患者の治療に適した、前述の欠点および問題のいくつかまたはすべてを有さない、NO、典型的にはNO/N2ガス状混合物を供給するための装置またはデバイスが必要とされる。
【発明の概要】
【0009】
本発明による解決策は、NO、典型的にはNO/N2ガス状混合物を供給(すなわち送達)するための装置またはデバイスであって、
- NO/N2ガス状混合物を搬送するための主要ガス回路と、
- 前記主要ガス回路上に配置された、少なくとも1つのソレノイド弁を備える流量制御手段と、
- 前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁を通過するNO/N2ガス状混合物の流量を制御するために、少なくとも前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁を制御するように構成された動作手段とを備える、装置またはデバイスに関する。
【0010】
さらに、主要ソレノイド弁は、0から100%の間の開度を有する比例ソレノイド弁であり、少なくとも
- 0からx%の間、ここで0<x%≦10%である主要ソレノイド弁の開度に対応する第1の動作範囲と、
- x%を上回る(すなわち>x%の)主要ソレノイド弁の開度に対応する第2の動作範囲とを備える、少なくとも2つの所与の動作範囲で機能するように構成される。
【0011】
さらに、動作手段は、連続ガスパルス(IG)を送達するために第1の動作範囲内でパルスモード(すなわちパルス変調)で前記主要ソレノイド弁を制御するように構成される。
【0012】
当該の実施形態によれば、本発明の、NOを供給、すなわち送達するための装置またはデバイスは、以下の特徴の1つまたは複数を備えてもよい。
【0013】
- 第1の動作範囲は、非線形である。
【0014】
- 第2の動作範囲は、線形である。
【0015】
- 動作手段は、第2の動作範囲内で比例モードで、すなわち、所望のガス流量を得るために主要ソレノイド弁を徐々に(すなわち比例的に)開く、または閉じることによって、前記主要ソレノイド弁を制御するように構成される。
【0016】
- 当該の実施形態によれば、第1の動作範囲は、0からx%の間、ここで0<x%≦8%、代替的には0<x%≦5%、代替的には0<x%≦4%、代替的には0<x%≦3%、または代替的には0<x%≦2%である、主要ソレノイド弁の開度に対応する。
【0017】
- 動作手段は、前記主要ソレノイド弁を通過するガスの流量を制御するために、パルスモードで送達された各ガスパルスの持続時間または振幅を修正または調整するように構成される。
【0018】
- 動作手段は、比例ソレノイド弁の開度を制御することによって、各パルスのパルス持続時間を調整するように構成される。持続時間が可変であるとき、各パルスの振幅は固定される。
【0019】
- 動作手段は、比例ソレノイド弁の開度を制御することによって、各パルスのパルス振幅を調整するように構成される。振幅が可変であるとき、各パルスの持続時間は、固定される。
【0020】
- 主要、すなわち比例ソレノイド弁は、主要ガス回路と流体連通する内部通路によって横断される。
【0021】
- 主要ソレノイド弁が、少なくとも部分的に開いている(すなわち、非ゼロの開度である)とき、NO/N2ガス状混合物は、連続的なガス流の形態で、またはガスパルスの形態で主要ソレノイド弁の内部通路を流れ抜ける。
【0022】
- 比例ソレノイド弁の開口持続時間、すなわちパルス持続時間は、約5から200msecの間である。
【0023】
- パルスモードでは、動作手段は、各ガスパルスが非ゼロパルス持続時間を有する連続ガスパルスを送達するように比例ソレノイド弁を制御するように構成され、この非ゼロのパルス持続時間中、比例ソレノイド弁は、前記パルス持続時間中に所与の量のNO/N2ガス状混合物が通過することを可能にするために、x%<10%のようなx%の開度で部分的開位置にある。
【0024】
- ガスパルスは、比例ソレノイド弁が閉位置にある、すなわちx%=0%(すなわち閉状態)のような開度x%を有する間の閉じた時間期間だけ互いから分離される。
【0025】
- 閉じた時間期間は、0から195msの間、好ましくは非ゼロの閉じた時間期間である。
【0026】
- 流量制御手段は、主要ガス回路内のガス流(すなわちNO/N2)を制御するために使用され得る。
【0027】
- 主要ガス回路は、少なくとも1つのNO入口ポートから少なくとも1つのNO出口オリフィスまでNO/N2ガス状混合物を搬送するために、前記少なくとも1つの入口ポートを前記少なくとも1つのNO出口オリフィスに流体的に接続する。
【0028】
- この装置は、前記流量制御手段をバイパスするために前記流量制御手段の上流側および下流側の主要ガス回路に流体的に接続された、「バックアップ回路」とも称されるバイパス回路(またはライン)をさらに備える。
【0029】
- バックアップ回路は、バックアップ回路内のガス(すなわちNO/N2)流を制御するための二次流量制御手段を備える。
【0030】
- 動作手段は、前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁および/または前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁を通過するNO/N2混合物の流量を制御するために、流量制御手段の前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁および/または二次流量制御手段の前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁を制御するように構成される。
【0031】
- 二次流量制御手段は、前記バイパス回路に配置された、少なくとも1つの二次ソレノイド弁を備える。
【0032】
- 二次ソレノイド弁は、オールオアナッシング(AON)タイプのものである。
【0033】
-AONソレノイド弁は、NO/N2混合物の流れが通過することを可能にする開位置と、NO/N2混合物の流れが通過することを防止する閉位置とを備える2つだけの動作位置をとるように構成される。
【0034】
- 装置は、流量制御手段の上流側および下流側の主要ガス回路に流体的に接続され、オールオアナッシング二次ソレノイド弁と固定流量デバイスとを備える二次流量制御手段を備える、バイパス回路(またはライン)をさらに備える。
【0035】
- 動作手段は、連続ガスパルスの形態でNO/N2混合物を送達するために、前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁を開(すなわち最大開口)位置および閉位置に交互に切り替えるためにパルスモードで前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁、すなわちAONソレノイド弁を制御するように構成される。
【0036】
- 各ガスパルスは、非ゼロの持続時間のパルス時間期間(di)を備え、この非ゼロの持続時間のパルス時間期間中、前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁は、開位置にあり、当該のガスパルスのパルス時間期間(di)中に固定流量デバイスによって送達されるNO/N2混合物の所定の固定された流量(Qfixed)に対応するNO/N2混合物の量が通過することを可能にする。
【0037】
-この装置は、所定の固定された流量(Qfixed)のNO/N2混合物を送達する、バイパス回路上に配置された固定流量デバイスをさらに備える。
【0038】
- 固定流量デバイスは、較正されたオリフィスを備える。
【0039】
- 固定流量デバイスは、所定の固定された流量(Qfixed)を送達する較正されたオリフィスデバイスを備える。
【0040】
- 典型的には、バックアップ回路内の所定の固定された流量(Qfixed)は、0.1から2L/分の間、好ましくは0.1から1L/分の間、典型的には0.5L/分程度である。
【0041】
- 各ガスパルスのパルス時間期間(di)は、好ましくは約5msecから200msecの間の非ゼロの可変の持続時間のものである。
【0042】
- ガスパルスは、比例主要ソレノイド弁および/または二次ソレノイド弁が閉位置にある間の閉じた時間期間(df)だけ互いから分離される。
【0043】
- 閉じた時間期間(df)は、等しいまたは可変の持続時間を有する。
【0044】
- 典型的には、閉じ時間期間(df)は、0msec以上、195msecまでの範囲の持続時間を有する。
【0045】
- この装置は、固定流量デバイスによって送達される所定の固定された流量(Qfixed)を記憶するように構成された記憶手段を備える。
【0046】
- 記憶手段は、好ましくは、動作手段に統合される。
【0047】
- 記憶手段は、コンピュータメモリ、たとえばフラッシュメモリ、RAMなどを備える。
【0048】
- 固定流量デバイスは、前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁の下流側の前記バイパス回路上に配置される。
【0049】
- 動作手段は、医療用人工呼吸器によって提供されるガスの流量、NO/N2混合物の望ましい濃度およびNO含量に基づいて、NO/N2混合物の所望の量を決定するように構成される。
【0050】
- 動作手段は、少なくとも1つの(マイクロ)プロセッサを備える。
【0051】
- 前記少なくとも1つの(マイクロ)プロセッサは、電子基板上に配置される。
【0052】
- 前記少なくとも1つの(マイクロ)プロセッサは、少なくとも1つのアルゴリズムを実装する。
【0053】
- 主要ガス回路は、前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁と、少なくとも1つの流量センサとを備える。
【0054】
- 前記少なくとも1つの流量センサは、前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁の上流側に配置される。
【0055】
- 前記少なくとも1つの流量センサは、動作手段に電気的に接続される。
【0056】
- 前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁は、動作手段によって制御される比例ソレノイド弁である。
【0057】
- この装置は、主要ガス回路上に配置された主要ソレノイド弁および流量センサを備える質量流量コントローラ(MFC)を備える。
【0058】
- 主要ガス回路は、主要NOラインを備える。
【0059】
- 前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁および前記少なくとも1つの流量センサは、主要NOライン上に配置される。
【0060】
- 主要NOラインの上流側部分は、NO/N2混合物を受け入れるためのガス入口オリフィスを各々が備える2つの平行なセクションに分岐する。
【0061】
- バイパスラインは、前記流量制御手段をバイパスするために、前記流量制御手段の上流側および下流側の主要NOラインに流体的に接続される。
【0062】
- バイパス回路は、前記少なくとも1つの二次ソレノイド弁の上流側に配置されたガス減圧デバイスをさらに備える。
【0063】
本発明はまた、ガス、すなわちNOおよび酸素を含有するガスを患者に供給するための設備であって、
- NO/N2混合物の少なくとも1つの供給源、典型的にはNO/N2混合物を含有する少なくとも1つの加圧されたガスシリンダと、
- NO/N2混合物の前記少なくとも1つの供給源に流体的に接続された、本発明によるNOを供給するための装置と、
- 空気またはNO/N2混合物などの、酸素、典型的には少なくとも約20%の酸素、たとえば少なくとも約21%の酸素を含有する呼吸ガスを供給するように構成された医療用人工呼吸器と、
- 本発明によるNOを供給するための装置、ならびに前記NO/N2ガス状混合物、および酸素を含有する前記呼吸ガスを前記患者回路に供給するための医療用人工呼吸器が流体的に接続される患者回路と、
- 患者回路上に配置され、患者回路内のガス流量を表す少なくとも1つの測定信号、すなわち少なくとも1つの流量または圧力信号もしくは測定値を決定(すなわち測定)し、NO送達デバイスの動作手段に供給するように構成された流量センサとを備える、設備に関する。
【0064】
当該の実施形態によれば、本発明のガス供給設備は、以下の特徴の1つまたは複数を備えてもよい。
【0065】
- 患者回路は、好ましくはNO注入ラインまたは可撓性ガスダクトなどのダクトを介して、NOを供給するための装置によってNO/N2混合物が供給されるNO注入モジュールを備える。
【0066】
- 流量センサは、患者回路の吸気ブランチ上に配置され、少なくとも1つの電気接続(たとえばケーブルなど)を介して動作手段に電気的に接続される。
【0067】
- 流量センサ(すなわち、人工呼吸器によって供給される呼吸ガスの流量を測定するために使用される)は、医療用人工呼吸器とNO注入モジュールとの間の患者回路上に配置される。
【0068】
- 1つの実施形態によれば、流量センサは、質量流量センサなどである。しかし、流量の直接的または間接的な測定が行われることを可能にするならば、別のタイプのセンサが使用されてもよい。
【0069】
- 流量センサは、ケーブルなどの少なくとも1つの電気接続を介して、動作手段に電気的に接続される。
【0070】
- NOを供給するための装置には、NO/N2混合物の少なくとも1つの供給源からのNOおよび窒素から形成されたNO/N2ガス状混合物が供給される。
【0071】
- NOを供給するための装置のNO供給ラインは、NO/N2ガス状混合物を搬送する。
【0072】
- NO/N2混合物の少なくとも1つの供給源からのNO/N2ガス状混合物は、100から2000ppmvのNO、典型的には1000ppmv未満のNOを含有し、残部は窒素(および場合によっては不可避的不純物)である。
【0073】
- NOを供給するための装置は、主要回路、バイパス回路、動作手段、主要および二次ソレノイド弁、ならびに他の構成要素が配置されるハウジングを備える。
【0074】
- 電源手段は、主要電源(110/220V)に接続するための手段、および/または少なくとも1つのバッテリなどの、機能するために電気エネルギーを必要とする構成要素、特に、NOを供給するための装置および医療用人工呼吸器に電流を供給する。
【0075】
- 医療用人工呼吸器は、呼吸ガス、典型的には空気または酸素/窒素混合物、または実際には純粋酸素を送達する電動ブラウザ(すなわち、タービン、コンプレッサなどとも称される)を備える。
【0076】
- NOの少なくとも1つの供給源は、(引き出し開始前)10から250絶対バールの間、典型的には100絶対バールを上回る圧力で貯蔵された、100から2000ppmvの間のNOを含有し、残りは窒素(N2)である、好ましくは100から1000ppmvのNOを含有し、残りは窒素(N2)である、NO/N2ガス状混合物を含有する。
【0077】
- NOの少なくとも1つの供給源は、少なくとも1つの加圧されたガスシリンダを備える。
【0078】
- NOの供給源は、0.5から50L(水当量)の間の容量を有する少なくとも1つのガスシリンダを備える。
【0079】
- ガスシリンダは、鋼またはアルミニウム合金から作製された円筒状本体を備え、簡単な弁(調節器無し)、または調節器もしくはIRV、好ましくは、たとえば金属もしくはポリマーから作製された保護キャップによって保護されたIRVを有する弁が装備される。
【0080】
- 患者回路は、吸気ブランチと呼気ブランチとを備える。
【0081】
- 患者回路は、典型的にはポリマーホースである、吸気ブランチおよび/または呼気ブランチを形成する可撓性ダクトを備える。
【0082】
- 吸気ブランチおよび呼気ブランチ、たとえば可撓性ダクトは、Yピースなどの接合ピースに接続される。
【0083】
- 吸気ブランチおよび/または呼気ブランチは、好ましくは接合ピースを介して、患者呼吸インターフェースに流体的に接続される。
【0084】
- 患者呼吸インターフェースは、気管挿管チューブまたは呼吸マスクを備える。
【0085】
- 吸気ブランチおよび呼気ブランチは、たとえばポリマーから作製された可撓性ダクトを備える。
【0086】
- 吸気ブランチおよび呼気ブランチは、さらに、医療用人工呼吸器の入口および出口ポートそれぞれに流体的に接続される。
【0087】
- 患者回路の吸気ブランチは、ガスが吸気によって患者に投与される前にそのガスを加湿することができるように、NO注入モジュールの下流側に配置されたガス加湿器を備えてもよい。
【0088】
- 空気またはO2/N2混合物などの、人工呼吸器から来た酸素(>約20体積%)を含有する呼吸ガスとNO/N2混合物が混合された後の最終ガス状混合物中、すなわち患者によって吸気されるガス中のNOの濃度または投与量は、治療される集団、すなわち新生児か成人か、患者の状態、および/または治療される疾患に応じて、1から80ppmの間の体積比(ppmv)である。
【0089】
本発明のNOを供給するための装置およびガスを供給するための設備は、1から80ppmvの間のNO、典型的には10から20ppmv程度のNOと少なくとも約20体積%の酸素とを備えるガス状混合物を、これを必要とする1人または複数人の患者(たとえば、成人、子供、青年、または新生児)、典型的には、たとえばPPHN(新生児の遷延性肺高血圧症)またはARDS(急性呼吸窮迫症候群)などの肺の疾患または障害によって引き起こされるか、または患者が体外循環(ECC)に置かれる心臓手術によって引き起こされるものによって引き起こされる、肺血管攣縮などを引き起こし得る肺高血圧症および/または低酸素症を患う患者(すなわち、人)に、吸気によって、特に気管挿管チューブを介して投与することを実施する治療的処置方法において使用するのに特に良好に適している。
【0090】
本発明の文脈において、
- 「ppmv」は、百万分の1部の体積比を意味する。
【0091】
- 「%vol.」は、体積パーセントを意味する。
【0092】
- 「NO」は、一酸化窒素を示す。
【0093】
- 「N2」は、窒素を示す。
【0094】
- 「O2」は、酸素を示す。
【0095】
- 「流量センサ」は、少なくとも1つの流量信号または測定値それ自体を測定および供給するタイプ、または動作手段によって後で流量に変換される少なくとも1つの圧力信号または測定値を測定および供給するタイプのセンサを意味するために与えられる。
【0096】
- 用語「手段」は、すべての場合において、用語「デバイス」と完全に等価であり、これによって代用することができると考えられ、たとえば、用語「動作手段」は「動作デバイス」と交換可能であり、用語「測定手段」は「測定デバイス」と交換可能であり、用語「制御手段」は「制御デバイス」と交換可能であり、他も同様に交換可能である。
【0097】
次に、本発明は、付属の図を参照して、制限的ではなく例証的に与えられた以下の詳細な説明から良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【
図1】本発明によるNOを供給するためのデバイスを組み込む、患者にNOベースの治療ガスを投与するための設備を概略的に示す図。
【
図2】本発明によるNOを供給するためのデバイスの動作を概略的に示す図。
【
図3】
図2のNOを供給するためのデバイスの二次ソレノイド弁のパルスモード制御の結果生じる連続的なガスを概略的に示す図。
【
図4】主要ソレノイド弁のその非線形動作範囲における動作中の、パルスモードにおける各ガスパルスの幅の制御の結果生じる連続ガスパルスを概略的に示す図。
【
図5】主要ソレノイド弁のその非線形動作範囲内の動作中、パルスモードにおける各ガスパルスの振幅の制御の結果から生じる連続ガスパルスを概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【0099】
図1は、特に
図2に概略的に示される、本発明によるNOを供給するための装置1を備える、治療ガス、すなわちNOベースのガス状混合物を患者に投与するための設備10の実施形態を概略的に示す。
【0100】
設備10は、この場合、150バールまたは実際には180バール以上(コンテナ満杯)に到達し得る圧力で貯蔵された、NOおよび窒素(N2)のガス状混合物、すなわち典型的には225から2000ppmvのNO、好ましくは450から1000ppmvのNOを含有し、残りは窒素である、NO/N2混合物、たとえば450ppmvまたは800ppmvのNOを含有するNO/N2混合物を各々が含有する、平行に配置された2つの加圧ガスコンテナ11、すなわち圧縮ガスシリンダを備える。
【0101】
NOのコンテナ11は、
図2に概略的に示される内部アーキテクチャの一部である、本発明によるNOを供給するためのデバイスまたは装置1にNO/N
2混合物を供給する。接続は、NO供給ライン12、すなわち可撓性ホースなどのガス管によって提供される。各ライン12は、NOを供給するための装置1(
図2を参照)のハウジング2の内側の主要ガス回路40、40.1、40.2に供給するために、NOを供給するための装置1のNO入口ポート4に接続される。
【0102】
NOを供給するための装置1はまた、酸素供給源(図示せず)、たとえば加圧酸素コンテナ、典型的にはO2のシリンダに、あるいは病院ネットワーク、すなわち患者が治療されている病院建物内に配置された酸素供給管に、可撓性ホースなどの酸素供給ライン14を介して流体的に接続される酸素入口ポート5を備える。
【0103】
NOのシリンダ11およびO2供給源、たとえば酸素シリンダには、たとえば3から6バールの間の圧力においてNO/N2混合物および/または酸素を供給するために、これらが送達するガスの流量および/または圧力を制御することができるように、好ましくはガス圧力調節手段、すなわちIRVを組み込んだガス分配弁13、もしくは一体的な調節器を有する弁、またはガスを制御および/または調節するための他のシステムが装備される。ガス分配弁13は、保護キャップ(図示せず)によって衝撃から保護されてもよい。
【0104】
さらに、設備10はまた、非毒性量の酸素、すなわち少なくとも約21体積%の酸素を含有する呼吸ガス、典型的には空気、酸素、または酸素/窒素(N2/O2)の流れを患者Pに供給する、医療用人工呼吸器30、すなわち呼吸支援装置を備える。
【0105】
医療用人工呼吸器30は、この場合は2つの呼吸ブランチ21、22を有する呼吸ガス回路20を介して患者に流体的に接続され、その理由は、この呼吸ガス回路は、呼吸ガスを患者に搬送するために使用される吸気ブランチ、すなわちガス供給ラインと、患者によって吐き出されたCO2に富んだガスを回収するために使用される呼気ブランチ22とを備えているためである。
【0106】
吸気および呼気ブランチ21、22は、典型的には、ポリマーなどから作製された可撓性ホースを備える。吸気ブランチ21は、上流側で医療用人工呼吸器30のガス出口31に、下流側で接合ピース23、典型的にはYピースに流体的に接続される。同様に、呼気ブランチ22は、上流側で接合ピース23に、下流側で医療用人工呼吸器30のガス入口32に流体的に接続される。したがって、吸気および呼気ブランチ21、22は、気管挿管チューブ、呼吸マスクなどであり、好ましくは気管挿管チューブである、患者にガスを供給する呼吸インターフェース28とそれ自体が流体連通している接合ピース23、典型的にはYピースにおいて互いに接続される。
【0107】
医療用人工呼吸器30およびNOを供給するためのデバイスまたは装置1、特に、機能するために電気エネルギーを必要とするその構成要素、特にNOを供給するための装置1の動作手段50およびスクリーン3、医療用人工呼吸器30の制御システム(図示せず)、すなわち少なくとも1つのマクロプロセッサを有する電気基板、または任意の他の構成要素、特に、空気などの流れ、すなわち呼吸ガスの流れを供給する電動式内部タービンは、通常、少なくとも1つの電流供給源によって電気が供給されることが理解されよう。電流源は、主要電源(110/220V)および/または好ましくは再充電可能である電気バッテリとすることができる。
【0108】
図で分かるように、NOを供給するためのデバイスまたは装置1は、注入部位25においてNO/NO2の流れと、医療用人工呼吸器30によって送達された、少なくとも約21%のO2を含有する呼吸ガス、すなわち空気または酸素/窒素混合物の流れとを混合(希釈)するために、その場所において吸気ブランチ21に開口するNO注入ラインまたはダクト6を介して、ガス回路20の吸気ブランチ21内にNO/NO2混合物を注入することを可能にする。
【0109】
NOを供給するための装置1は、その主要ガス回路40、40.1、40.2の出口に位置する出口オリフィスまたはポート9を備え、これを通ってNO/N2の流れは、NOを供給するための装置1のハウジング2から退出し、たとえば、コネクタなどを介して前記出口オリフィスまたはポート9に流体的に接続されたNO注入ダクト6に入る。
【0110】
したがって、得られた(すなわち注入部位25および吸気ブランチ21の下流側における)治療ガス状混合物、すなわち最終混合物は、酸素(約20から21体積%)と、一般的窒素と、ガス流を混合した際に起こる結果としての可変の調整可能な濃度のNO、典型的には、1から80ppmvの間の濃度のNOと、場合によっては、たとえば、特に人工呼吸器30からのガスの流れがO2/N2混合物ではなく大気空気であるときにガス内に含まれ得るが、望ましくないアルゴンなどの不可避不純物とを含有する。
【0111】
有利には、治療ガスの流れ、たとえば最終NO/N2/O2混合物の流れを、これが患者によって吸気される前に水蒸気を添加することによって加湿するために、ガス加湿器26もまた、注入部位25の下流側の吸気ブランチ21上に配置されて設けられ、それによってガスの吸気による患者の治療中、患者の気道の乾燥を回避または抑制することが可能になる。別の実施形態によれば、ガス加湿器26はまた、注入部位25の上流側に配置されてもよい。
【0112】
さらに、任意選択により、CO2に富んだ呼気ガスを回収するために使用される呼気ブランチ22は、1つまたは複数の他の任意選択の構成要素、たとえばCO2および/または水蒸気を排除するためのデバイス29、すなわち患者によって吐き出されたガス内に存在するCO2および/または水蒸気(の少なくとも一部)を除去するために使用される、高温コンテナ、フィルタなどのCO2および/または水トラップを備えてもよい。
【0113】
図1に示されるように、吸気ブランチ21上では、注入部位25の上流側に、流量センサ24、たとえば質量流量センサが、呼吸器ガス流量測定ライン7を介して、特にNOを供給するための前記装置1の動作手段50に接続され、この流量センサ24は、吸気ブランチ21内の人工呼吸器30からのガスの流量を測定または決定し、供給されるNO/N
2の量を動作手段が制御できるようにこのガス流量を動作手段50に供給するために使用される。
【0114】
実際には、人工呼吸器30からのガスの流量を決定することにより、特にNOを供給するための装置1を通過するNOを調節することが可能になり、すなわち、所望のNO含量、シリンダからのNO/N
2混合物の組成、および人工呼吸器30からのガス(すなわち空気または空気/O
2)の流量に従って、注入されるNO/NO
2混合物の流量を選択できることが可能になる。NOを供給するための装置1のNOの通過が調節される方法は、特に
図2を参照してこれ以後詳述される。
【0115】
さらに、ガスサンプリングライン15が、好ましくはYピース23の近傍の、たとえばYピースの約10から20cm上流側にある接続構成要素27によって、NOを供給するための装置1をサンプリング入口8を介して呼吸ガス回路20の吸気ブランチ21に流体的に接続する。このサンプリングライン15は、ガスサンプルが、特にそのNO含量に関してだけではなくこれが含有するO2の量、そして酸素によるNO分子の酸化によって作りだされている場合がある実際の有毒NO2種に関して、患者に投与される必要がある所望のガス状混合物と適合しているかどうかをチェックするために、吸気ブランチ21内からガスサンプルを採取するために使用される。
【0116】
上記で言及されたように、NOを供給するための装置1によって送達されるNO/NO2混合物は、医療用人工呼吸器30からの少なくとも21体積%の酸素を含有する呼吸流(たとえば、空気またはO2/N2)内に(25において)注入され、その後、通常は数ppmvまたは数十ppmvのNO(体積比ppm)と少なくとも約21体積%の酸素O2とを含有し、たとえばNOは1から80ppmv程度であり、残りは本質的には一般的窒素(N2)であり、典型的にはNOは40ppmv未満であり、たとえば20ppmv程度である、最終呼吸混合物(すなわちNO/N2/O2またはNO/N2/空気混合物)の形態で吸気によって患者に投与される。
【0117】
NOの正しい量を送達するために、NOを供給するための装置1を通過し、NO出口オリフィス9を通って退出するNO/N2混合物の量、すなわち流れを、NO注入ライン6を通って注入部位25に搬送される前に調整することができる必要がある。この調整は、吸気ブランチ21上に配置された流量センサ24によってとられた、人工呼吸器30からのガス(すなわち空気またはO2/N2混合物)の流量の測定値だけでなく、医療スタッフによって設定されたNOの所望の量または用量、およびNOのシリンダ11からのNO/N2混合物の組成に基づいて、動作手段50によって実施される。
【0118】
この目的を達成するために、
図2に示されるように、NOを供給するためのデバイスまたは装置1は、少なくとも1つのガス入口ポートまたはオリフィス4を通って入ったNO/N
2混合物を、NO注入ダクト6が流体的に接続される少なくとも1つのNO出口オリフィス9に搬送するために、主要内部ガス回路40;40.1、40.2、すなわち通路、ダクトなどを備える。
【0119】
提案された実施形態では、主要ガス回路40;40.1、40.2は、2つの平行なセクション40.1、40.2に分岐する上流側部分を有する主要NOライン40を備え、2つの平行なセクションの各々は、たとえば3から6バールの間の所望の圧力でNO/N2混合物が供給される、NO/N2混合物のシリンダ11の一方または他方に流体的に接続されたガス入口オリフィス4を備える。
【0120】
主要ガス回路40;40.1、40.2、特に主要NOライン40は、NOを供給するための装置1の(マイクロ)プロセッサ52が設けられた動作手段50によって動作されるNO/N2流量制御手段42、43を備える。動作手段またはデバイス50は、典型的には、これ以後その動作が説明される、少なくとも1つの電子基板53上に配置された少なくとも1つの(マイクロ)プロセッサ52を備える。
【0121】
さらに、「バックアップ回路」とも称されるバイパス回路41が、前記流量手段42、43をバイパスするようにして、NO/N2混合物の(入口4から出口9に向かう)正常な流れ方向に見て、前記流量制御手段42、43の上流側に位置する上流側接続部位140および前記流量制御手段42、43の下流側に位置する下流側接続部位141において、主要ガス回路40;40.1、40.2、特に主要NOライン40に(140、141において)流体的に接続される。
【0122】
換言すれば、バイパス回路41は、NO/N2混合物を迂回させ、これが、主要ガス回路40;40.1、40.2上、特に主要NOライン40上に配置された流量制御手段42、43を通過することを防止するために使用され得るバイパスラインを備えるか、または構成する。このバイパスまたはバックアップ回路41は、特に主要ガス回路40;40.1、40.2上に配置された主要ソレノイド弁42の機能不全発生時に、NO/N2混合物がこの機能不全にもかかわらず送達されることを確実にするために使用される。
【0123】
バイパス回路41、すなわちガス通路、ガスダクトなどは、少なくとも1つの二次ソレノイド弁45と、固定流量デバイス46、すなわちガスの固定された所定の流量(Qfixed)のガスを(下流側に)送達または供給するデバイスとを備える、二次流量制御手段45、46、すなわち二次流量制御デバイスを備える。任意選択により、流量は、特にこれ以後説明されるように減圧デバイス47を使用することによって変更されてもよい。
【0124】
本発明によれば、二次ソレノイド弁45は、オールオアナッシング型(AON)ソレノイド弁であり、すなわち、これは、2つだけの動作位置(すなわち開/閉)、すなわちNO/N2混合物の全体流が通過することを可能にする「開位置」と、NO/N2混合物の流れが通過することを防止する「閉位置」とをとるように構成される。たとえば、商品名FAS 10mm PICOSOLで市販されているAONソレノイド弁が、AONソレノイド弁45として使用されてもよい。
【0125】
換言すれば、オールオアナッシング型(AON)ソレノイド弁45、すなわち二次ソレノイド弁45が、「開位置」と称される開位置にあるとき、N/N2混合物のガス流全体は、これを通過し、正常なガス流れ方向に、すなわち上流側の接続部位140から下流側接続部位141に延びる方向にバイパス回路41を通って自由に流れ抜けることができる。
【0126】
その逆に、AONソレノイド弁、すなわち二次ソレノイド弁45が「閉位置」と称される閉位置にあるとき、N/N2混合物のガス流は、このソレノイド弁45によって止められているために遮断され、これを通過することはできない。バイパス回路41内の自由なガスの流れは、妨げられ、止められ、または不可能である。
【0127】
二次ソレノイド弁45は、好ましくはNOを以下で詳述されるようにパルスまたはバーストで送達するために、この弁を一方の位置から他方の位置に切り替えるように、プロセッサ52が設けられた動作手段50によって制御される。
【0128】
さらに、固定流量デバイス46、典型的には較正オリフィスデバイスが、前記バイパス回路41上に配置される。これは、NO/N2ガス状混合物の固定された所定の流量Qfixed、すなわち知られている流量、たとえば0.1から2L/分、たとえば0.5L/分程度の流量を送達するために使用される。これは、二次ソレノイド弁45の下流側、すなわち二次ソレノイド弁45と下流側接続部位141との間に配置される。固定流量デバイス46を通過するガス流量から生じる固定されたガス流量Qfixedは、知られており、固定された流量(Qfixed)を記憶するように構成された記憶手段51内に記憶される。記憶手段51は、好ましくは、特に電子基板53によって担持されて、動作手段50内に統合される。記憶手段51は、フラッシュメモリなどの少なくとも1つのコンピュータメモリを備える。
【0129】
バイパス回路41はまた、好ましくは、二次ソレノイド弁45の上流側に配置され、ガスの圧力を調節または調整し、典型的には必要であればこれを、および/またはガスの流量を低減するために使用される、ガス減圧デバイス47を備えてもよい。
【0130】
すべての場合において、記憶手段51は、動作手段50と、特に少なくとも1つのプロセッサ52と共に、特に、記憶された、固定されたガス流量値Qfixedをその動作手段に提供するように共働する。記憶手段51は、記憶された、固定されたガス流量値Qfixed(すなわち、少なくとも1つの値)を使用して、特に、供給されるNOの量を変化させるのに適切であるときのパルス時間期間(di)の算出を以下で説明されるように実行する。
【0131】
さらに、流量制御手段42、43は、主要比例ソレノイド弁42および流量センサ43、すなわち、主要ガス回路40;40.1、40.2上に、典型的には前記主要ガス回路40;40.1、40.2の主要NOライン40上に配置された、流量を測定するための手段またはデバイスを備える。たとえば、商品名FAS 16mm FLATPROPで入手可能な比例ソレノイド弁が、比例ソレノイド弁42として使用されてもよい。
【0132】
流量センサ43は、好ましくは、少なくとも1つの入口オリフィス4から出口オリフィス9に向かう、すなわち、上流側接続部位140から比例ソレノイド弁42に向かうガス流の方向に見て、比例ソレノイド弁42の上流側に配置される。流量センサ43および比例ソレノイド弁42は、動作手段50に電気的に接続される。
【0133】
流量センサ43は、比例ソレノイド弁42のすぐ上流側の主要ガス回路40;40.1、40.2の主要NOライン40内のガス流量を表す測定値を動作手段50に提供する。その正確な動作は、以下に説明される。
【0134】
通常、動作手段50は、主要ソレノイド弁42および二次ソレノイド弁45を通過するNO/N2混合物の流量を制御するために、特に、ガス流が主要ソレノイド弁42(正常動作中)および二次ソレノイド弁45(バックアップ動作中、すなわち機能不全発生時)を流れ抜けることを可能にするが、その両方を同時に流れることがないように、この主要ソレノイド弁42および二次ソレノイド弁45を制御するように構成される。換言すれば、主要ソレノイド弁42および二次ソレノイド弁45は、同時に開くことはなく、これは、ガス流がこの2つの必ず一方だけを流れなければならないことを意味する。
【0135】
装置1の構成要素は、ハウジング2、すなわち剛性の外部カーカス内に配置される。
【0136】
通常、すなわち、NO送達装置1の正常動作中、NO/N2ガス状混合物のガス流は、主要ガス回路40、40.1、40.2を、特に主要NOライン40を流れ抜け、そして主要ソレノイド弁42を通過し、これは、この主要ソレノイド弁42が、主要ガス回路40、40.1、40.2を、特に主要NOライン40をガスが流れ抜けることを可能にするために開いており、その間、二次ソレノイド弁45は、二次ソレノイド弁45を備えるバイパス回路41をガスが流れ抜けることを防止するために閉じられているためである。
【0137】
逆に、問題の発生時、たとえば、流量センサ43が故障するか、または主要ソレノイド弁42が機能不全になる場合、NO/N2混合物のガス流は、このときバックアップ回路として作用するバイパス回路41に向かって迂回される。その後、主要ソレノイド弁42は、ガス流が主要ソレノイド弁42を、すなわち上流側の接続部位140と下流側の接続部位141との間に概略的に位置する、主要ソレノイド弁42を含む流量制御手段42、43を備える主要NOライン40の部分を流れ抜けることを止める/防止するために、閉位置に切り替わる。
【0138】
NO送達装置1によって供給されたNO/N2ガス状混合物の流量、すなわち特にこのガス流がバイパス回路41を流れ抜けるときに、すなわちバックアップモードにあるときに、主要ガス回路40、40.1、40.2の出口に位置する出口オリフィスまたはポート9を通って送達されるNO/N2ガス状混合物の流量を良好に制御することができるように、オールオアナッシング型(AON)ソレノイド弁である二次ソレノイド弁45は、動作手段50によってパルスモードで制御され、すなわち、その二次ソレノイド弁は、NO/N2の連続流を送達せずに、少量またはパルス(すなわちバースト)のガス状NO/N2を送達する。
【0139】
動作手段50がバイパス回路41内に、すなわち二次ソレノイド弁45の下流側にガスパルスまたはガスの「バースト」を送達するように二次ソレノイド弁45を動作させるとき、主要ソレノイド弁42は、ガス流、すなわちNO/N2混合物の流れがこれを通過することを防止するために閉じられる。
【0140】
より正確には、動作手段50は、二次ソレノイド弁45を交互に、すなわち経時的に、開位置および閉位置に切り替え、したがってNO/N2混合物を連続ガスパルスの形態で、すなわちガスの「バースト」で送達させるようにして、この二次ソレノイド弁45をパルスモードで制御するように構成、たとえばプログラムされる。
【0141】
ガスパルスは、制御され得る。実際、各ガスパルスは、非ゼロの持続時間(すなわち>0msec)のパルス時間期間(di)を備え、またはこれによって特徴付けられ、その非ゼロの持続時間のパルス時間期間中、二次ソレノイド弁45は、開位置にあり、したがって所望の量のNO/N2混合物を通過させることを可能にし、すなわち、これは、所与の量のガスを通過させ、動作手段50によって制御されるAONソレノイド弁である二次ソレノイド弁45の下流側の、前記バイパス回路41上に配置された固定流量デバイス46に向けることを可能にする。
【0142】
したがって、所望の量のNO/N2混合物は可変であり、その理由は、これは、当該のガスパルスのパルス時間期間(di)中、すなわち二次ソレノイド弁45が開位置にあり、ガスを通過させる間の時間中、固定流量デバイス46によって送達される所定の固定された流量(Qfixed)のNO/N2混合物に対応するためである。
【0143】
換言すれば、固定流量デバイス46は、所定の、すなわち知られている固定された流量(Qfixed)のNO/N2混合物を送達するため、AON二次ソレノイド45を通過するNO/N2混合物の割合または量は、当該の各ガスパルスのパルス時間期間(di)を調整することによって制御されてもよい。
【0144】
各ガスパルスのパルス時間期間(di)は、特にセンサ24の機能不全発生時に、特に、所望のガス流量(Qdesired)だけでなく、NO/N2混合物のNO含量、および少なくとも1つの所定の一般的に記憶されている流量に応じて、動作手段50によって算出または決定される。
【0145】
したがって、
図3は、パルスモードにおいて二次AONソレノイド弁45の開/閉を制御することによって経時的(t)に生み出される複数の連続ガスパルスIGを概略的に示す。
【0146】
各ガスパルスIGが、非ゼロ(すなわち>0msec)であるが、可変の用量または量のNO/N2混合物を送達するために、したがって、固定流量デバイス46の下流側で所望のガス流量(Qdesired)を得るために変化され得る、パルス持続時間または時間期間(di)を有することが図で分かる。パルス時間期間(di)は、典型的には、約200msecに達することができる。
【0147】
さらに、本発明によれば、正常動作中(すなわち、機能不全が無いとき)、このガス流がバイパス回路41を流れ抜けていないとき、主要ガス回路40、40.1、40.2上に配置された比例ソレノイド弁42を通過する流れは、比例的に制御される。
【0148】
比例ソレノイド弁42は、通常、0から100%の範囲の開度を有するように構成され、ここで
- 0%は、ソレノイド弁42が完全に閉じられ、ガス流が通過することを防止していることに対応し、
- 100%は、ソレノイド弁42が完全に開かれ、最大流量のガス流を可能にすることに対応し、
- 0から100%の間の中間値は、中間の開度、すなわち、ソレノイド弁42が部分的に開かれ、最大流量のガス流より少ない非ゼロのガス流が通過することを可能にすることに対応する。
【0149】
この場合、動作手段50は、この比例ソレノイド弁42がその線形動作範囲内にあるか、またはその非線形動作範囲内にあるかに応じて、比例ソレノイド弁42を異なって制御するように構成される。
【0150】
実際、比例ソレノイド弁42は、0から100%の間の(少なくとも)2つの所与の動作範囲、すなわち
- 0からx%の間、ここで0<x%≦10%、好ましくは0<x%≦5%である、たとえば0から1%の間(すなわちx%=1%)の比例ソレノイド弁42の開度に対応する「低」動作範囲とも称される第1の、すなわち非線形の動作範囲、
- x%より大きい開度、すなわちその動作範囲のx%から少なくとも85%の間、たとえばx%から90%の間、たとえば1から90%の間、典型的には10から90%の間に対応する、第2の、すなわち線形動作範囲
で動作するように構成される。
【0151】
比例ソレノイド弁42は、任意選択により、100%に近い開度、たとえば少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、たとえば90%から100%の間の開度に対応する「高」動作範囲とも称される、第3の、すなわち非線形の動作範囲で動作するように構成されてもよい。
【0152】
すべての場合において、本発明によれば、動作手段50は、当該の動作範囲に応じて、すなわち比例ソレノイド弁42の開度に応じて異なるやり方で、すなわち
- 第2の動作範囲、すなわち線形範囲、すなわち開度がx%より大きく、典型的には1から90%の間、たとえば1%から90%(x%=1%)、または10%から90%の間(x%=10%)において比例モードで、
- 第1の動作範囲、すなわち非線形範囲、すなわち0%からx%の間、ここでx%≦10%である、たとえば0%から10%の間(x%=10%)、または0から1%の間(x%=1%)の範囲においてパルスモードまたはパルス変調で
ガスの供給、すなわちNO/N2混合物を送達するように比例ソレノイド弁42を制御するように構成される。
【0153】
当然ながら、x%は、1から10%、たとえば2%、3%、4%、5%、7%などの値を表してもよい。
【0154】
したがって、
- 比例モードでは、ソレノイド弁42を通過するガス流は連続的であり、
- パルスモードでは、ソレノイド弁42を通過するガス流は、連続ガスパルス(IG)の形態であり、したがって非連続であることが考えられる。
【0155】
これは、比例ソレノイド弁42の下流側で所望のガス流量(Q
desired)を達成するようにして、比例ソレノイド弁42によって送達されるガスパルスIGまたはバーストを示す、
図4および
図5に示されている。
【0156】
これらの
図4および
図5では、第1の動作範囲は、0から1%(x%=1%)の非線形範囲であり、第2の動作範囲は約1から90%の線形範囲である。
【0157】
比例ソレノイド弁42が開いている間の時間期間(すなわち持続時間)に対応する、各ガスパルスIGの幅(すなわち、グラフ上のIGの幅)を調整することによって、供給されるガスの流量を修正、調整、または変調することが可能であることが、
図4で分かる。実際、比例ソレノイド弁42が開いている間の時間期間が長いほど、各パルスIG中にこの弁を通過することができるガス量(すなわち流量)は多くなり、その逆の場合も同様である。
【0158】
さらに、
図5で分かるように、比例ソレノイド弁42の開度に対応する、各ガスパルスIG(すなわち、グラフ上のIGの高さ)の振幅を調整することによって、供給されるガスの流量を修正、調整、または変調することも可能である。実際、比例ソレノイド弁42の開度(x%)が大きい(たとえば、X=1%のときに1%に近い)ほど、その開口/通過断面は大きくなり、したがって、より多くのガスが、各パルスIG中この弁を通過することができ、その逆の場合も同様である。
【0159】
ガスパルスの振幅および/または幅を変化させることにより、所望のガス流量(Qdesired)に対応するNOの量が、送達され得る。
【0160】
ガスパルスIGの振幅または持続時間のこの制御は、特に、空気またはO2/N2ガス状混合物の流れなどの、流量センサ24によって測定される、人工呼吸器30によって送達された酸素(>約20体積%)を含有するガスの流れの流量に依存する所望のガス流量、装置1に供給するNO/N2ガス状混合物中のNOの濃度および所望の投与量、すなわち人工呼吸器30によって送達される酸素(>約20体積%)を含有するガスの流れと装置1からのNO/N2の流れとを混合した結果生じる最終ガス状混合物中の所望のNO含量に応じて、比例ソレノイド弁42を動作させる動作手段50によって実施される。
【0161】
本発明の、NOを供給するための装置1および/またはガスを供給するための設備10は、1ppmvから80ppmvの間のNO、典型的には10から20ppmvのNOと少なくとも約20体積%の酸素とを備えるガス状混合物を、これを必要とする患者(たとえば、成人、子供、青年、または未熟児を含む新生児)、典型的には、たとえばPPHN(新生児の持続性肺高血圧症)またはARDS(急性呼吸窮迫症候群)などの肺の疾患または障害によって引き起こされるか、または患者が体外循環(ECC)に置かれる心臓手術によって引き起こされるものによって引き起こされる、肺血管攣縮などを引き起こし得る肺高血圧症および/または低酸素症を患う患者(すなわち、人)に、吸気によって、特に気管挿管を介して投与するために使用される。
【手続補正書】
【提出日】2024-06-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
NOを供給するための装置(1)であって、
NO/N2ガス状混合物を搬送するための主要ガス回路(40;40.1、40.2)と、
前記主要ガス回路(40;40.1、40.2)上に配置された少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を備える流量制御手段(42、43)と、
前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を通過するNO/N2ガス状混合物の流量を制御するために、少なくとも前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成された動作手段(50)と、を備える装置において、
前記主要ソレノイド弁(42)が、0から100%の間の開度を有する比例ソレノイド弁であり、少なくとも次の動作範囲、すなわち、
前記主要ソレノイド弁(42)の開度が0からx%の間に対応する第1の動作範囲と、ここで0<x%≦10%であり、
前記主要ソレノイド弁(42)の開度が>x%であることに対応する第2の動作範囲と、を備える少なくとも2つの所与の動作範囲で機能するように構成され、
前記動作手段(50)が、連続ガスパルス(IG)を送達するために前記第1の動作範囲においてパルスモードで前記主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項2】
前記動作手段(50)が、前記第2の動作範囲において比例モードで前記主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1の動作範囲が、前記主要ソレノイド弁(42)の開度が0からx%の間、ここで0<x%≦5%である、に対応することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記動作手段(50)が、前記主要ソレノイド弁(42)を通過するガスの流量を制御するために、パルスモードで送達される各ガスパルス(IG)のパルス持続時間又は振幅を修正又は調整するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記動作手段(50)が、前記比例ソレノイド弁(42)の開口の持続時間を制御することによって各パルスの前記パルス持続時間(IG)を調整するように構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
前記動作手段(50)が、前記比例ソレノイド弁(42)の前記開度(x%)を制御することにより各パルス(IG)の前記振幅を制御することによって、各パルスの前記パルス持続時間(IG)を調整するように構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項7】
前記比例ソレノイド弁(42)の開口の前記持続時間が、5から200msecの間であることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
【請求項8】
パルスモードでは、前記動作手段(50)が、各ガスパルスが非ゼロのパルス持続時間(di)を有する連続ガスパルスを送達するように前記比例ソレノイド弁(42)を制御するように構成され、前記非ゼロのパルス持続時間中、前記比例ソレノイド弁(42)は、前記パルス持続時間(di)中に所与の量のNO/N2混合物が通過することを可能にするために、x%<10%のような開度x%で部分的開位置にあることを特徴とする、請求項5又は6に記載の装置。
【請求項9】
各ガスパルス(IG)の前記パルス時間期間(di)が、非ゼロの可変持続時間であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
各ガスパルス(IG)の前記パルス時間期間(di)が、5から200msecの間であることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
【請求項11】
前記流量制御手段(42、43)の上流側及び下流側の前記主要ガス回路(40;40.1、40.2)に流体的に接続され、オールオアナッシング型二次ソレノイド弁(45)と固定流量デバイス(46)とを備える二次流量制御手段(45、46)を備えるバイパス回路(41)をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項12】
前記オールオアナッシング型の二次ソレノイド弁(45)が、前記動作手段(50)によってパルスモードで制御されることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記二次ソレノイド弁(45)が、NO/N2混合物の流れが通過することを可能にする開位置と、NO/N2混合物の流れが通過することを防止する閉位置とを備える2つだけの動作位置をとるように構成されていることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
【請求項14】
前記固定流量デバイス(46)が、0.1から2L/分の間の所定の固定された流量(Qfixed)を送達する較正オリフィスデバイスを備えることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
【請求項15】
患者にNOを供給するための設備(10)であって、
NO/N2混合物の少なくとも1つの供給源(11)と、
NO/N2混合物の前記少なくとも1つの供給源(11)に流体的に接続された、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のNOを供給するための装置(1)と、
空気又はN2/O2混合物などの、酸素、典型的には少なくとも約20%の酸素を含有する呼吸ガスを供給するように構成された医療用人工呼吸器(30)と、
NOを供給するための前記装置(1)、ならびにN2/O2ガス状混合物、及び酸素を含有する前記呼吸ガスをそれぞれ患者回路(20)に供給するための前記医療用人工呼吸器(30)が流体的に接続される患者回路(20)と、
前記患者回路(20)上に配置され、前記患者回路(20)内のガス流量を表す少なくとも1つの測定信号を決定し、前記NO送達デバイス(1)の前記動作手段(50)に供給するように構成された流量センサ(24)と、を備える、設備。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0161
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0161】
本発明の、NOを供給するための装置1および/またはガスを供給するための設備10は、1ppmvから80ppmvの間のNO、典型的には10から20ppmvのNOと少なくとも約20体積%の酸素とを備えるガス状混合物を、これを必要とする患者(たとえば、成人、子供、青年、または未熟児を含む新生児)、典型的には、たとえばPPHN(新生児の持続性肺高血圧症)またはARDS(急性呼吸窮迫症候群)などの肺の疾患または障害によって引き起こされるか、または患者が体外循環(ECC)に置かれる心臓手術によって引き起こされるものによって引き起こされる、肺血管攣縮などを引き起こし得る肺高血圧症および/または低酸素症を患う患者(すなわち、人)に、吸気によって、特に気管挿管を介して投与するために使用される。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[C1]
NOを供給するための装置(1)であって、
NO/N
2
ガス状混合物を搬送するための主要ガス回路(40;40.1、40.2)と、
前記主要ガス回路(40;40.1、40.2)上に配置された少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を備える流量制御手段(42、43)と、
前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を通過するNO/N
2
ガス状混合物の流量を制御するために、少なくとも前記少なくとも1つの主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成された動作手段(50)と、を備える装置において、
前記主要ソレノイド弁(42)が、0から100%の間の開度を有する比例ソレノイド弁であり、少なくとも次の動作範囲、すなわち、
前記主要ソレノイド弁(42)の開度が0からx%の間に対応する第1の動作範囲と、ここで0<x%≦10%であり、
前記主要ソレノイド弁(42)の開度が>x%であることに対応する第2の動作範囲と、を備える少なくとも2つの所与の動作範囲で機能するように構成され、
前記動作手段(50)が、連続ガスパルス(IG)を送達するために前記第1の動作範囲においてパルスモードで前記主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成されていることを特徴とする、装置。
[C2]
前記動作手段(50)が、前記第2の動作範囲において比例モードで前記主要ソレノイド弁(42)を制御するように構成されていることを特徴とする、C1に記載の装置。
[C3]
前記第1の動作範囲が、前記主要ソレノイド弁(42)の開度が0からx%の間、ここで0<x%≦5%である、に対応することを特徴とする、C1に記載の装置。
[C4]
前記動作手段(50)が、前記主要ソレノイド弁(42)を通過するガスの流量を制御するために、パルスモードで送達される各ガスパルス(IG)のパルス持続時間又は振幅を修正又は調整するように構成されていることを特徴とする、C1に記載の装置。
[C5]
前記動作手段(50)が、前記比例ソレノイド弁(42)の開口の持続時間を制御することによって各パルスの前記パルス持続時間(IG)を調整するように構成されていることを特徴とする、C4に記載の装置。
[C6]
前記動作手段(50)が、前記比例ソレノイド弁(42)の前記開度(x%)を制御することにより各パルス(IG)の前記振幅を制御することによって、各パルスの前記パルス持続時間(IG)を調整するように構成されていることを特徴とする、C4に記載の装置。
[C7]
前記比例ソレノイド弁(42)の開口の前記持続時間が、5から200msecの間であることを特徴とする、C5に記載の装置。
[C8]
パルスモードでは、前記動作手段(50)が、各ガスパルスが非ゼロのパルス持続時間(di)を有する連続ガスパルスを送達するように前記比例ソレノイド弁(42)を制御するように構成され、前記非ゼロのパルス持続時間中、前記比例ソレノイド弁(42)は、前記パルス持続時間(di)中に所与の量のNO/N
2
混合物が通過することを可能にするために、x%<10%のような開度x%で部分的開位置にあることを特徴とする、C5又は6に記載の装置。
[C9]
各ガスパルス(IG)の前記パルス時間期間(di)が、非ゼロの可変持続時間であることを特徴とする、C8に記載の装置。
[C10]
各ガスパルス(IG)の前記パルス時間期間(di)が、5から200msecの間であることを特徴とする、C9に記載の装置。
[C11]
前記流量制御手段(42、43)の上流側及び下流側の前記主要ガス回路(40;40.1、40.2)に流体的に接続され、オールオアナッシング型二次ソレノイド弁(45)と固定流量デバイス(46)とを備える二次流量制御手段(45、46)を備えるバイパス回路(41)をさらに備えることを特徴とする、C1に記載の装置。
[C12]
前記オールオアナッシング型の二次ソレノイド弁(45)が、前記動作手段(50)によってパルスモードで制御されることを特徴とする、C11に記載の装置。
[C13]
前記二次ソレノイド弁(45)が、NO/N
2
混合物の流れが通過することを可能にする開位置と、NO/N
2
混合物の流れが通過することを防止する閉位置とを備える2つだけの動作位置をとるように構成されていることを特徴とする、C12に記載の装置。
[C14]
前記固定流量デバイス(46)が、0.1から2L/分の間の所定の固定された流量(Q
fixed
)を送達する較正オリフィスデバイスを備えることを特徴とする、C11に記載の装置。
[C15]
患者にNOを供給するための設備(10)であって、
NO/N
2
混合物の少なくとも1つの供給源(11)と、
NO/N
2
混合物の前記少なくとも1つの供給源(11)に流体的に接続された、C1から14のいずれか一項に記載のNOを供給するための装置(1)と、
空気又はN
2
/O
2
混合物などの、酸素、典型的には少なくとも約20%の酸素を含有する呼吸ガスを供給するように構成された医療用人工呼吸器(30)と、
NOを供給するための前記装置(1)、ならびにN
2
/O
2
ガス状混合物、及び酸素を含有する前記呼吸ガスをそれぞれ患者回路(20)に供給するための前記医療用人工呼吸器(30)が流体的に接続される患者回路(20)と、
前記患者回路(20)上に配置され、前記患者回路(20)内のガス流量を表す少なくとも1つの測定信号を決定し、前記NO送達デバイス(1)の前記動作手段(50)に供給するように構成された流量センサ(24)と、を備える、設備。
【外国語明細書】